Varför analys av FAME-sammansättning är viktig
Den specifika blandningen av enskilda estrar i ett parti bestäms av fettsyraprofilen hos råvaran, och denna sammansättning har mätbara konsekvenser för bränsleegenskaper såsom grumlingspunkt och viskositet. Estersammansättning kan ge stöd för uppskattningar av köldbeteende, vilket fortfarande kräver lämplig produktprovning, och råvaruegenskaper påverkar även cetantalet, men källorna beskriver inte ett direkt prediktivt samband utifrån estersammansättning enbart. Att förstå vilka estrar som förekommer, och i vilka proportioner, hjälper operatörer att förutse hur ett givet parti kommer att bete sig vid lagring och i drift, och stöder det kvalitetsprovningsförfarande som krävs innan inblandning.
Principer för gaskromatografi vid FAME-analys
Gaskromatografi (GC) separerar blandningskomponenter huvudsakligen efter kokpunkt och efter den strukturella polariteten hos enskilda molekyler när de växelverkar med den stationära fasen inuti en kapillärkolonn. Föreningar ger kromatografiska toppar vid retentionstider som beror på metodbetingelserna. Kvantifiering kräver metodens kalibrering och behandling av responsen, en topparea är inte automatiskt en massprocent. I komplexa blandningar kan föreningar med liknande egenskaper överlappa, men för de flesta FAME-profiler kan de viktigaste enskilda estrarna separeras och kvantifieras. Större molekyler uppvisar i allmänhet längre retentionstider, även om polaritet också spelar en roll. De specifika instrumentinställningarna och kolonnparametrarna för en godkänd metod definieras i den relevanta publicerade standarden, och analytiker bör följa dessa förfaranden.
Att välja rätt standard för rätt mätning
Glycerolöverensstämmelse och FAME-sammansättning är skilda analytiska frågor. ASTM D6584 är kopplad till mätning av fritt glycerol och glycerider samt beräkning av totalt glycerol för kvalitetskontroll av biodiesel. Den bör inte presenteras som en allmän mätning av totalt esterinnehåll eller den fullständiga individuella FAME-profilen. En sammansättningsmetod karakteriserar i stället de enskilda estrarna som förekommer, medan en esterinnehållsmetod har sin egen definierade mätstorhet och kalibrering. Analytikern måste välja den metod som faktiskt besvarar frågan, ett GC-resultat kan inte automatiskt fastställa alla tre.
Överväganden vid provberedning
Vid GC-analys av biodiesel löses prover typiskt i låg koncentration i ett organiskt lösningsmedel före injektion. När analysen avser glycerol och partiella glycerider, som i ASTM D6584 – krävs derivatisering med ett silyliseringsreagens, eftersom glycerol samt mono- och diacylglyceroler innehåller fria hydroxylgrupper som utan derivatisering ger bristfällig GC-prestanda, derivatisering förbättrar separationen och toppformen för dessa föreningar. De specifika förfarandena, reagensidentiteterna, koncentrationerna och injektionsparametrarna för en godkänd metod definieras i den relevanta publicerade standarden, och analytiker bör följa dessa publicerade förfaranden snarare än informella anpassningar. Vägledning för instrumentdrift ges också av instrumenttillverkarna.
Tolkning av resultat och relevans för operatörer
AFDC:s webbplats sammanfattar utvalda specifikationsgränser för B100 enligt ASTM D6751. NREL:s handbok för hantering och användning av biodiesel anger att B100 måste uppfylla dessa krav enligt ASTM D6751 innan inblandning. Dessa innefattar bland annat totalt glycerol (0,240 massprocent, max), fritt glycerol (0,020 massprocent, max), cetantal (45, min), syranummer (0,50 mg KOH/g, max) och destillation T90 (360 °C, max, atmosfärisk ekvivalenttemperatur). Grumlingspunkt ska rapporteras men har ingen fast numerisk gräns enligt D6751. FAME-sammansättningsdata är särskilt relevant för grumlingspunkten: högre mättnadsgrad hos råvaran leder typiskt till högre grumlingspunkter, eftersom mättade metylestrar stelnar vid högre temperaturer än omättade. Kännedom om esterprofilen hjälper producenter att bedöma denna fråga om kölddriftbarhet innan slutlig egenskapsprovning bekräftar den.
Säkerhetsöverväganden i det analytiska laboratoriet
Laboratorier för biodieselproduktion och kvalitetskontroll hanterar farliga material, däribland metanol och starka baskatalysatorer. Metanol kan absorberas via hudkontakt och orsaka allvarlig förgiftning, starka baser och syror kan orsaka frätskador eller ögonskada. Där den amerikanska OSHA-laboratoriestandarden gäller kräver den en kemisk hygienplan som täcker allmänna säkerhetsförfaranden, ventilationskrav och utsedda ansvariga personer. Faror ska märkas och säkerhetsdatablad göras tillgängliga för anställda. Kemikalier som används vid provberedning ska hanteras i enlighet med anläggningens kemiska hygienplan och tillämpliga säkerhetsdatablad.